マラリア原虫ミトコンドリアゲノムの遺伝子転写調節機構の解明

阐明疟原虫线粒体基因组的基因转录调控机制

• 批准号: 11J04161
• 负责人: 彦坂 健児
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04161/
• 关键词: マラリア原虫; 乳酸; エネルギー代謝; ミトコンドリア; ミトコンドリアゲノム; グルコース

本年度は、(1)マラリア原虫のエネルギー転換系遺伝子の転写調節因子の探索、および、(2)乳酸によるマラリア原虫の発育遅延の解析、においてそれぞれ以下に示す成果が得られた。(1)マラリア原虫のエネルギー転換系遺伝子の転写調節因子の探索前年度、マラリア原虫のin vitro培養系において、グルコース、乳酸や鉄の濃度、ジクロロ酢酸ナトリウ(DCA : ピルビン酸脱水素酵素キナーゼ阻害剤)の添加について検討した結果、乳酸がエネルギー代謝系遺伝子の転写を変化させることが予測された。この結果を受け、乳酸がマラリア原虫に与える影響についてreal-timePCRによるより詳細な解析を行った。解析には、解糖系3つ、TCA回路2つ、および、呼吸鎖4つの遺伝子を用い、乳酸(30mMおよび60mM)添加後8時間ごと2日間にわたりサンプリングを行い、RNAを抽出し、それぞれの遺伝子の転写量を算出した。その結果、乳酸添加時にはトロホゾイト期以降のそれぞれの遺伝子の転写量の推移が遅延していくことが明らかとなった。(2)乳酸によるマラリア原虫の発育遅延の解析(1)で明らかとなった遺伝子転写の推移の変化の原因を探るため、ギムザ染色により原虫の形態を観察した。その結果、乳酸添加群で発育の遅延が認められた。この発育遅延はトロホゾイト期以降で顕著にみられ、このことが遺伝子の転写量に影響していることが考えられた。次に、マラリア原虫の発育に影響を与える乳酸の濃度について検討したところ、培養24時聞では20mMから、培養48時間では5mMから濃度依存的な発育遅延が認められた。さらに、高濃度乳酸存在下(30mMおよび60mM)のシゾント後期において、形成されたメロゾイト数を算出したところ、乳酸を添加していない群と比較して、有意にメロゾイト数が減少していた。以上の結果より、乳酸添加時には、乳酸脱水素酵素の活性低下に伴うピルビン酸の細胞内における蓄積が活性酸素分子種(ROS)を発生させているのではないかと考え、抗酸化剤であるアスコルビン酸の影響について調べた。その結果、アスコルビン酸は乳酸によって誘導されるマラリア原虫の発育遅延を抑制することが明らかとなった。以上の結果は、乳酸によるROSの発生が、発育遅延を誘導する要因の1つであることを示唆する。重篤なマラリア患者では、乳酸によるアシドーシスが深刻な問題となっており、今後、乳酸とマラリア原虫の発育の関係がさらに解明されれば、治療法の改善に役立つことが期待される。

This year, the following results were obtained based on (1) the exploration of transcription regulatory factors in the eukaryotic gene of the malaria parasite, and (2) the analysis of the development of the malaria parasite in lactic acid. (1)The results of the study on the study of regulatory factors for the expression of genes in protozoa, the study on the concentration of iron and lactic acid in protozoa in vitro culture system, the results of the study on the addition of DCA (DCA), the study on the expression of genes in protozoa metabolism system, and the prediction were obtained. The results of this study were analyzed in detail by real-time PCR. Analysis, hydrolysis system 3, TCA loop 2, TCA loop 4, TCA loop 3, TCA loop 4, TCA loop 3, TCA loop 4, TCA loop 5, TCA loop 6, TCA loop 7, TCA loop 8, TCA loop 7, TCA loop 8, TCA loop 8, TCA loop 8 As a result, lactic acid is added to the solution to reduce the amount of water in the solution. (2)The analysis of the development and delay of lactic acid protozoa (1) The causes of the transformation of lactic acid protozoa were explored. The results of lactic acid addition group development and development are recognized. The development of the new era will be affected by the development of the new era, and the new era will be affected by the new era. The effect of lactic acid concentration on the development of protozoa was 20mM at 24 hours and 5mM at 48 hours. In the presence of lactic acid at high concentrations (30mM to 60mM), the number of enzymes formed in the late stage was calculated and compared with the number of enzymes formed in the late stage. As a result, when lactic acid is added, the activity of lactate dehydrin enzyme is reduced, and the intracellular accumulation of lactic acid is accompanied by the generation of reactive acid molecular species (ROS). As a result, the growth of protozoa was inhibited by lactic acid. The above results indicate that ROS production and growth delay are the main factors in lactic acid production. In the future, the relationship between lactic acid and protozoa development will be clarified and the improvement of treatment will be expected.

项目成果

乳酸による熱帯熱マラリア原虫の発育遅延

乳酸抑制恶性疟原虫生长

• 发表时间: 2014
• 作者: 彦坂健児;小松谷啓介;平井誠;北潔
• 通讯作者: 北潔

Babesia rodhainiのアピコプラストゲノム構造の決定と比較解析

罗德海尼巴贝虫顶端质体基因组结构测定及比较分析

• 发表时间: 2011
• 作者: Harada N;Kimoto K;Onodera J;Watanabe E;Honda M;Kishi M J;Chiba S;Kikuchi T;Tanaka Y;Sato M;Saruwatari K;Ito F;Shiraiwa Y;Matsuno K;Yamaguchi A;彦坂 健児;彦坂健児
• 通讯作者: 彦坂健児

赤内型マラリア原虫のエネルギー転換経路のシフトに関わる因子の探索

寻找参与疟原虫疟原虫能量转换途径转变的因素

• 发表时间: 2013
• 作者: 彦坂健児;小松谷啓介;平井誠;北潔
• 通讯作者: 北潔

培養条件がマラリア原虫のエネルギー転換系関連遺伝子の転与に与える影響について

培养条件对疟原虫能量转换系统相关基因转移的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 彦坂健児;小松谷啓介;平井誠;北潔;彦坂 健児
• 通讯作者: 彦坂 健児

Divergence of uie mitochondrial genome structure in the phylum Apicomolexa

Apicomolexa 门中 uie 线粒体基因组结构的分歧

• 发表时间: 2012
• 作者: Harada N;Kimoto K;Onodera J;Watanabe E;Honda M;Kishi M J;Chiba S;Kikuchi T;Tanaka Y;Sato M;Saruwatari K;Ito F;Shiraiwa Y;Matsuno K;Yamaguchi A;彦坂 健児
• 通讯作者: 彦坂 健児